Анизотропные статика и динамика магнитного потока в монокристаллическом YBa2Cu3O7-a тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

НАЦІОНАЛЬНА АЙДЦЕМІЯ НАЖ УКРАЇНИ Ш0ТИТУТ МЕТАЛОФІЗИКИ

на правах рукопису УДК: 537.312.62:54В.4

СОЛОВИОВ В'ячаслав Федорович

АНІЗОТРОПНІ ОТАТИКА І ДИНАМІКА МАГНІТНОГО ПОТОКУ В МОНОКРИОТАЛІЧНОЮГ УВа2Си307_3 .

Спеціальність 01.04.07 - фізика твердого ‘тіла

АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття вченого ступеня кандидата фізино-математичних наук

Г6 ол

З ІІІОЦ цс;

КиїВ-1994

Робота виконана в Інституті металофізики НДН України

Дисертація є рукопис

Науковий керівник: доктор фізшсо-математичних наук, професор

Провідна організація: Харківський державний університет (м. Харків)

Захист дисертації відбудеться " /?сс/7Иі_р

1995. р. на засіданні Спеціалізованої рада Д 01.75.02 в Інституті металофізики НАН України за адресою аош42, КиІв-142, пр. Вернадського 36, ІМФ.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці 'Інституту металофізики НАН України за адресою: 252142, Київ-142, пр. Вернадського 36, ІМФ. .

Відгуки на автореферат у двох примірниках, завірених печаткою установи, прохання надсилати за вищевказаною адресою.

Автореферат розісланий сР І9зЗ"р.

Вчений секретар ,

В.М. Пан

Офіційні опоненти:

доктор-фізико математичних наук Устінов А.І. (Інститут металофізики НАНУ, м. Київ)

доктор-фізико математичних наук Пашицький Е.А. (Інститут фізики НАНУ, м. Київ)

Спеціалізованої ради м ;

доктор фізико-математичиих наук

Д 01.75.02,

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТІ!

Актуальність теми;. Відкриття в 1986 році високотемпературної надпровідності (ВИШ) породило багато надій що до впровадження в недалекому майбутньому нових сполук у техниці високих потужностей при температурі рідкого азоту, що становило б великий економічний ефект порівняно Із застосуванням традиційних "низькотемпературних" надпровідників (НТНП), які працюють при температурі рідкого гелію. Проте, через деякий час стало зрозуміло, що не достатньо лише високих значень верхнього критичного поля або критичної температури, для того, щоб ВТНП сполуки були конкурентоздатними з НТНП. Так, наприклад, рекордні - значення густиш критичного струму («Г0> дорівнюють І07А/см2 для в полі 5Т, для комерційного

сплаву НЬ^п- ІОбА/см2. В порівнянні, найвищі показники для ВТНП сполук; ІОбА/см2 в полі ІТ та температурі 77К для епі-таксіальних плівок ЇВа2Си307_в (УВСО) та І05А/см2 для текстурованого ЇВСО при тих не умовах. Такок покращилося розуміння фундаментальних обмежень на транспортні властивосте ВТНП, а саме, квазідвовимірність флуксонової гратки, мала кореляційна довюша, великі термічні флуктуації, тощо. Тому ретельне вивчення механизмів пінингу в ВТНП дозволить знайти відповіді на запитання: чи можливо наближення експериментального значення «Г0 до його теоретичної меаі?, чи можливо просування лінії незворотності в напрямку більших температур? Отримання відповідей на ці запитання має принести пряму практичну користь. '

При вивченні фізичних властивостей вихорової гратки (ВГ) в матеріалі УВСО особливе місце займають монокристали, бо на сьогодняшній день вони е найбільш довершеними та без-

- 1 -

дефектними зразками сполуки ЇВСО. В процесі дослідження монокристалів можливо провести ряд важливих експериментів: відділити пінинг на дефектах від ефектів, пов'язаних з кристалічною анізотропією; виявити вплив центрів пінингу, які не ефективні в більш разупорядкованих.об’єктах: епітаксіальних плівках та текстурах;.

Реалізація таких експериментів наштовхується на цілком практичні труднощі: монокристали, що вдається отримати на сьогдні, являють собою хрупкі пластини, товщиною \0.1мм, до того ж досить складно утворити низькоомний контакт з поверх. нею кристала. Цим пояснюється той факт, що неперевершена більшість відомих есперлентальних даних, що стосуються вивчення властивостей ВГ в монокристалах, отримано безконтактними методами. Повні транспортні вимірювання ^ монокристалів у широкому діапазоні значень температури та магнітного поля, які разом з дослідженнями анізотропних властивотей ВГ могли б суттєво доповнити іонуючу уяву про механізми пінингу та руху магаітного потоку в ВТНП, Поки що зроблені не були.

Слід додати, що на сьогодні відома досить детальна інформація про поведінку сильно разупорядкованої ВГ,. яка формується в плівках та текстурах, де має місце сильний пінинг. Тому відсутність паралельних даних для випвдку довершеної ВГ, яка утворюється в монокристалах, уокладшоє аналіз відомих ' результатів і призводить інколи до появи недостатньо обгрунтованих теорій та моделей. .

Мета роботи полягала в комплексному дослідженні пінингу та властивостей резистивного стану ВГ в монокристалічному ЇВСО в використанням транспортної методики вимірювань, розділенні динамічних та статичних ефектів в результатах експе-

риментів, вивченні структури об'єктів дослідження і на підставі цього- отримання інформації про вплив дефектів різних типів на пінинг ВГ в ВТНП ЇВСО.

Для досягнення поставленої мети Суло необхідно:

- отримати довершені монокристали ЇВСО розміром декілька міліметерів.

- розробити та практично реалізувати методику транспортних вимірювань малих зразків при високих значеннях густини електричного струму.

- вивчити дефектну структуру об'єктів дослідження.

- провести вимірювання кутових та польових залежностей критичного струму в зразках з високим змістом дефектів- текстурований ЇВСО та практично бездефектних- монокристалічний ЇВСО.

- проаналізувати механізми пінингу нерухомої ВГ у двох вищенаведених випадках.

- грунтуючись на апроксимаціях вольт-амперних характеристик дослідити динамику ВГ

- розділити впливи дефектів різного типу: двійннкових

площин, дислокацій, кисневих вакансій на кутову та польову залежності густини критичного струму.

Наукова новизна. Впроваджена імпульсна методика вимірювання транспортних вольт-амперних характеристик, що дозволила вперше отримати польові та кутові залежності густини транспортного критичного струму монокристалів ЇВСО в діапазоні значень температури 77-90К та поля 0-2Т.

На основі отриманих, даних, запропоновано модель пік-єфекту, що грунтується на припущенні про дисперсію модулю згину ВГ С44 при короткохвильових деформаціях в потенціалі

- З -

пінингу кисневих вакансій.

З'ясована роль двійникових площин, як дефектів що пере-шкодкають реалізації тривимірного пінингу при орієнтації поля в маках певного куту захоплення відносно до двійникової площини.

Запропоновано, альтернативну традиційним терлоактива-ційним теоріям, модель середнього поля. Застосування моделі дозволило установити вплив явищ релаксації на динаміку ВГ.

Розділено вклади в внізоропію з крапкових дефектів- кисневих вакансій, двовимірних- двійникових площин та одноеи-мірних- дислокацій.

Доведено, що максимум критичного струму при орієнтації поля вздовж площини (ав) є наслідком дислокаційного пінингу, а не внутрішньою властивостей матеріалу УВСО.

Теоретична 1 практична цінність. Розроблена методика імпульсного вимірювання вольт-амперних характеристик має науковий 1 практичний Інтерес як Інструмент дослідкення статики та динаміки ВГ в монокристалічнзіх зразках ВТІШ сполук.

Отримані в ході виконання роботи дані свідчать про специфічний механізм пінингу ВГ в довершених монокристалах. Специфіка полягає у важливості урахування явищ інтерференції міх різниш центрами пінингу.

Виявлені закономірності мік типом дефектів та величиною густини іфитичного струму стануть у нагоді при розробці надпровідних пристроїв підвищеної потукності, а само, при пошуку оптімальної для ефективного пінингу дефектної структури матеріалу

Положення, що виносяться на захист:

І) Аномальний характер кутових залежностей іТс монокристалів

YBCO є наслідком Інтерференції між різними механізмами пішшгу: на двовимірних дефектах (двЗЛникових площинах) та крапкових (кисневих вакансіях).

2) Немонотонна поведінка польових залежностей JQl власне пік-ефект, пов'язана з пом'якшенням упругого модулю згину С44, що призводить до зменьшення кореляційного об'єму. Двійникові площини захоплюють вихори при орієнтації поля відносно осі с кристала в межах певного куту захвату, в наслідок чого підвищується модуль згину С44 та пригнічується пік-ефект.

3) Взаємодія ВГ із крапковим потенціалом пінингу має динамічну природу і залежить від швидкості руху штоку. При високій швидкості руху потоку, коли час пінингу стає меньшим за час релаксації ВГ, крапкові дефекти не впливають на динаміку потоку.

Особистий внесок автора. Автором безпосередньо проводилися всі еспвриментальні вимірювання, їх обробка, формулювання висновків та оформлення наукових праць. Дисертація є узагальненням результатів експериментів, які були виконані автором особисто, або, в окремих випадках, в співпраці із рядом співробітників. В цих випадках співавторам не належать ідеї, що знайшли відображення в дисертації.

Апробація роботи. Основні результати та положення дисертації доповідалися та обговорювалися на конференциях: Third Soviet-German Bilateral Seminar on HTSC (Karlsruhe, 1990), Загальносоюзний семінар "Шннинг и резистивное состояние- ПИРС-91" (Чорноголовка, 1991г.), АІР Conference on Superconductivity and It's Applications (Buffalo, 1991), 6th Internatinal Workshop on Critical Currents- IWCG-91

(Cambridge 1991), 7th International Workshop on Critical Currents- IWCC-94 (Alpbach 1994), Applied Superconductivity Conference- ASC’94 (Boston 1994).

Публікації. За матеріалами дисертації надруковано 6 робіт у наукових журналах та збірках. Перелік публікацій наведено у кінці автореферату.

Структура і обсяг дисертації. Дисертаційна робота викладена на 128 сторінках, містить 50 малюнків, складається з вступу, чотирьох розділів з короткими висновками, закличного розділу з висновками роботи, переліку цитованої літератури . із 124 найменуваннь.

ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі дається загальна характеристика роботи, обгрунтовується актуальність обраної теми, визначається мета дослідження, викриваються практична 1 теоретична цінність роботи. Формулюються наукові положення, що виносяться на вахиот.

' У першому розділі наведено огляд літературних даерел в галузі, фізичних властивостей ЕГ в ВТНП YBC0, дається розгорнутий аналіз останніх експериментальних та теоретичних результатів.

Розглянуто нвйбільш імовірні механізми пінингу потоку в "ЇВОО, а саме, пінинг на кисневих вакансіях, дислокаціях та дислокаційних петлях, двійникових площинах та "внутрішній" пінинг. Згідно з літературними даними, основним механізмом пінингу в епітакоіальних плівках є дислокації, що утворюються на малокутових границях міх ростовими блоками і ростові винтові дислокації. В текстурованих зразках YBC0 виявлено кореляцію між густиною дислокацій, які генеруються

- б - . . '

міжфазною межею І23-2ІІ та густиною критичного струму, що означає подібний механізм дислокаційного пінингу в цих об'єктах. У випадку монокристалів квртина виявляється меньш з'ясованою, перш за все, ситуація ускладнюється незвичайною поведінкою залежності критичного струму монокристалів від магнітного поля. Існує аномальній участок залежності J0(H), де критичний струм зростає як функція поля (так званий пік-ефект). Підкреслюється, що ефект значно змінюється при варіаціях кисневого дефіциту.

Динамічні явища в ВГ висвітлюються з позицій активаційних теорій динаміки вихорового ансамблю, в яких рух ВГ представляється як сума перескоків зв'язок вихорів в наслідок термічної активації. Проаналізовано останні теорії, що описують динаміку ВГ в стані вихорового скла, Бозе-скла, вихорової рідини; модель колективного кріпу та варіації моделі Кіма- Андерсона. .

Другий розділ присвячено опису методик вирощування кристалів YBCO, приготування зразків та вимірювань. Для вирощування кристалів було обрано метод спонтвнної кристалізації із розплаву, що містив ^90% евтектики ВаО-СиО та VI0% стехіометрічного YECO. Для проведення довгострокових ростових експериментів було створено установку, що дозволила підтримувати завданий температурний режим в меках ЄОО-ІІОО°С та змінювати температуру із швидкістю 100- 0,І°0/год.

Для вимірювання критичних струмів було застосовано імпульсну методику. Використання імпульсів трапспортного струму тривалістю ІОмнс дозволило підняти амплітуду струму до ІОА при амплітуді шумової напруги 0,2миВ. Магнітне поле утворювалося електромагнетом із залізним ярлом, що мав змогу

- Т - •

обертатися навколо осі кріостата. В подальшому, 0 означає кут мі» зовнішнім магнітним полем , та кристалографічною осью с зразка.

У третьму розділі викладаються результати екпериментів по вимірюванню критичних струмів та властивостей резистивного стану монокрісталічного YBCO. Монокристали було отримано описаним вище методом спонтанної кристалізації, типові параметри: То=88-90К, ДТС=0,3-0,ІК. Текстуровані зразки YECO було виготовлено методом зонної плавки. Для текстури ТС=9І,5К, ДТс=0,ЗК.

Дослідження дефектної структури зразків методом електронної мікроскопії виявило, що: .

1) Текстури містили включення нормальної фази Y2BaCu05 (211). Міжфазна межа 2II-YBC0 відіграє роль генератора дислокацій та дислокаційних петель, густина яких становила І0в-Ю9/см2. В текстурах спостерігалася двійникова структура типа "твід" з періодом ІООнм. Зразок мав невелику мозаїчність, разорієнтация між блоками не перевищувала 2°.

2) В монокристалах єдиними помітними дефектами були двійникові площини (ДП) з періодом 0,5-Імкм.

Концентрація кисневих вакансій, які є крапковими дефектами, знаходилася з відомого співвідношення параметра кристалічної гратки о до індекса кисневого дефіциту 0. Параметр с визначався методом рентгенівської дифракції. Для монокристала типове значення Сз=0,ІЗ, для текстури: 5^0,04.

Далі розділ поділено на дві частиш. В першій частині розглядається статичні властивосте , а саме, пінинг нерухомої ВГ. Для текстурованого YBC0 дані порівнюються з результатами теорії дислокаційного пінингу. При низьких вивченнях кута Є

N

■20 0 20 40 60 80 100

Кут поле - ось с кристала, 0, гр. Рис.І. Кутові залежності густини критичного струму монокристалу ЇВСО, Т=77,6К.

Зовнішнє магнітне поле, Т Рис.2. Польові залежності

густини критичного струму

монокристалу ЇВСО, Т=83,2К.

теорією очіїсуєтся апроксимація ^(8)'-(соз(0))',/2, що якісно узгоджується з експериментом. При наближенні вектора магнітного поля до площини (ав) «Гс починає зростати, завдяки ефективній дії дислокаційних петель. Форма максимума при 0>7О°, ЗГІДНО 3 ТеорІЄЮ, ОПИСУЄТЬСЯ ЗалеКНІСТЮ ^(003(0))"“, а=І/2.; Дійсно, функція <Т0(б), побудована в координатах 1о0(ао)-1ое(соз(0)) є пряма, в цьому діапазоні 0 значення індексу а=0,62, що близько до теоретичного. Таким чинсзм, в текстурованому ЇВСО домінуючими центрами пінингу є дислокації та дислокаційні петлі.

Зовсім інша ситуація зустрічається при дослідженні монокристалу ЇВСО (рис.І), зазначимо на найбільш суттєві відміни. По-перше, спостерігається різкий мінімум іі0 при орієнтації поля Що. По-друге, значно меньшу амплітуду має максимум «Г0 при НЦаЬ, що свідчить про дислокаційну природу цього максимуму. Анвліз польових залежностей <І0 (рис.2),

отриманих при різних значеннях 0, показує, що в великих полях <>0,2Т на рис.2) існує пік-ефвкт, який значно пригнічується в орієнтації Ще. В малих полях (поля <0,ІТ на рис.2) мінимум ¿Гс при 0=0 відсутній і залежність критичного струму від поля степенна <Т0МГ<1, ц=І/2. Цей діапазон відповідає лінійній частині *Г0(Н) в подвійних лоари$мічних координатах. В роботі розглядається можливість вимірного кросоверу, як механізму пік-ефекту. Згідно Із сценарієм виміного кросоверу в малих полях реалізується режим двовимірного (21)) колективного пішгагу. В 20 режимі продільний кореляційний радіус Ьс більше товщини.зразка й. Згідно з теорією 20 колективного пінингу .Т0\ІГ1/2, що узгоджується з експериментом. Проте, кількістний розрахунок показує, що лише 2Б пінинг на іфапкових дефектах потребує занадто еисокоі разупорядкова-ності ВГ (малої величини радіусу Н0). Цей факт пов'язується

з тим, що критичний струм >ГС складається з двох частин:. Лап0+<І°В0. Л2ВС- частина іГ0, пов'язана з пінингом на двовимірних дефектах- двійникових площинах 1 тому не залежить від разупорядкованості ВГ. •І°в0- вклад нольмірних дефектів (кисневих вакансій), що розраховується згідно з теорією колективного пінингу. Елементарна теорія дає іГап МГ1/2, таким чином в 8П режимі ¿2І>0 1 «ї0® якісно Ідентичні, тому використання повного значення <ІС замість занижує Н0. Робиться висновок, що в малих полях в монокристалі пінинг відбувається за рахунок двійникових площин та гр пінингу на кисневих вакансіях. Через те, що присутність двовимірних дефектів не впливає на 20 пінинг крапкових центрів, крива <ГО(0) не має в малих полях мінімуму при Н|с (рис.І, 0.25Т ).

При підвищенні поля відбувається перехід до більш ефек-

тивного тривимірного пінингу. Перехід супроводжується зменшенням кореляційного радіусу Ь0, в наслідок чого зростає критичний струм (рис.2, >0,2Т). Фізичною причиною зменшення Ь0 є пом'якшення упругого модулю згину С44 при заміні довгохвильових деформацій, утворених двійниковими площинами, короткохвильовими, що викликані кисневими вакансіямі. З цієї точки зору очевидне утворення мінімуму ¿Г0 при Н|с (рис.І, ІТ). Коли двійникові площини захоплюють вихори, підвищується ефективне значення модулю згину С44. Фактично, завдяки магнітній взаємодії, захоплені вихори поширюють 2Б стан ВГ на весь об'єм кристалу. У цьму стані велике значення С44

перешкоджає реалізації ефективного ЗІ) пінингу на крапкових

дефектах, в той самий час, здвиговий модуль 06б не змінюється, тому критичний струм падає. Це явище можливо лише

якщо кореляційний радіус Н0 більше за період двійнииових доменів, тому мінімум зникає при високих температурах та полях (при зростанні разупорядкованості), та не спостерігається в зразках з високим змістом сильних центрів пінингу: плівках та текстурах. В роботі також зазначається, що оскільки цей ефект є наслідком інтерференції між крапковими та двовимірними центрами пінингу, його знак залежить від співвідношеня Л03^ до ЛеІ)0. При достаньо високій концентрації вакансій, як у даному випадку, Лов0>^в0 (тут «І°в0 відповідає ЗБ режиму пінингу), при переході в ЗИ режим з'являється мінімум на залежності ¿о(0) при 0=0. Але в майже стехіометрічних зразках пінинг на вакансіях не здатний перевершити двійниковий, тому при £[¡0 завжди має спостерігатися максимум при всіх значеннях поля.

В другій частині розділу розглядається динамічний ас-

- 11 -

пект проблеми: аналізується форма вольт-вмперних характеристик (ВАХ). За мету ставилось підтвердження припущень, що до механізму пік-ефекту, висунутих у попередній, "статичній", частіші розділу.

ВАХ апроксимувалися' залежністю: У^ехр(-и/ио) де • и-активаційна енергій, V- напруга. Згідно з теоріями колективного крилу, вихорового скла та Бозе-скла ІМ/^ . у випадку текстуровашіх зразків апроксимації дають результат, відомий для плівок: спостерігається скейлінг польових та температурних залежостей ц, якщо їх побудувати від середньго значення транспортного струму. Цей факт пояснюється кросовером між розміром домена Ларкіна-Овчиннікова та радіусом вихорової петлі, що термічно' активується. У випадку монокристалів індекс (і сильно залежить від поля та температури і досягає великих значень (4-Ю) у інтервалі полів, де проявляється пік-ефект. Зростання (і супроводжується зменьшенням точністі апроксимації. Кутові залежності р. монокристалу свідчать про те, що активаційні теорії згоджуються з експериментом лише для орієнтації НЦс, де ц£І. Захват двійниками призводить до реалізації сценарія Возе-стекла, де розглядається режим "корельованої" разупорядкованості вихорової системи та дається значення ц»І, , що підтвержує роль двійникових площин в цій орієнтації. Для проміжних орієнтацій, 2О°<0<7а°, коли ефективно діють крапкові центри пінингу, активаційні теорії неадекватно відбивають реальну динаміку ВР в довершених кристалах, принаймні, при рівні дисіпації >ІмкВ/см.

Тому в роботі розглядається альтернативна до активаційних теорій, класична модель середнього поля, яка на думку автора більш ефективна при аналізі поведінки ВГ в

1од(У),іод(мкВ)

3.0

2.5 20

1.5

1.0 0.5 0.0 -0.5 -1.0

0.05Т>’ /

Я '

0 1 ї/\ 0>.27Т|0.34Т

-1.0

Порушення скейліпгу,

-0.5 0 0 0.5 1.0

1оЕ((Мт)Лт)

1.5

моноісристалах ЇВСО в режимі "швидкого" руху потоку. Швидкий рух потоку тут означає рівень дасіпзції, що типово реєструється в транспортних експершентах- л-І03-І0_1ілкВ/см. Згідно з теорією середнього поля: У^(1-І/Іт)^ де Іт- поро-говзій струм, £- індекс, який у випадку слабкого монотонного Рис.З. Скейлінг ВАХ монкри- потенціалу дорівнює 3/2. сталу ЇВСО згідно з теорією Виявляється, що має місце середнього поля, Т=83,2К. скейлінг ■ ВАХ, який

передбачається теорією, для діапазоне малих полів (рис.З, 0,05-0,11). В полях, де спостерігається зростання іі0 ОО.ІЗТ) скейлінг порушується. Це пов'язало з тим, що пік єфвкт є наслідком взаємодії-ВГ з крапковими дефектами- кисневими вакансіями, які маять досить малий розмір: 0,3нм. При достатній швидкості ВГ, час пінингу, тобто час,' що вихор проходить над ііотбіщійнсіз ямою дефекта: сі- розмір дефакта, V- швидкість потоку), стає спіЕмірним з часом релаксації ВГ Тому, коли їрІП<<'ЬКЕІі

ВГ не відчуває ешиеу крапкових дефектів і скейлінг відновлюється. Це ЯБШЦ6 Еідобракене на рис.З. З вищенаведеного моасна зробити що один висновок: польові та кутові залеж-

ності <Т„ залежать від критерій по напрузі електричного поля

С •

Ес. При великій швидкості потоку (великій напрузі), пішшг на кисневих вакансіях "вк.мкається" і залишається вклад двійникоеих площин та кристалічної апізотропіі. Це дійсно

спостерігалося в експеріменті. При зростанні Ес зникає аномальний зростаючий відрізок на кривій <Г0(Ш, мінімум при 0=0 функції іГо(0) перетворюється на максимум, що є безумовним свідченням двійникового пінингу.

Четвертий розділ присв'ячено детальному вивченню Епливу кисневих вакансій та двійникових площин на анізотропію «І . Для цього було введено додатковий кут качання 7 в схему вимірювання кутової залежості <Г0. Таким чином стало можливо точно орієнтувати магнітне поле відносно ДП. При орієнтації поля вздовж ДП (7=45°) особливості залежності Ло(0) зникають, змінюючись майже Ізотропним фоном, при 7=-45° (Ш-ДП) крива <Г0(Є> практично не змінюється. Цей результат підтверджує роль ДП як дефектів, що пригнічууть пінинг на кисневих вакансіях. При аналізі вкладу ізотропних дефектів (кисневих вакансій) показано, що сила пінингу Рр=^*В підчиняється двовимірному скейлінгу. Це означає, що Рр(Н,9)=Рр(Нсоз(0)) (має значення лише компонента поля вздовж осі с кристала). В той же час, це ріваїння не справедливе для функції ¿г (Н,0). Цей факт відносить пінинг у сполуці УВСО до сильно анізотропного тривимірного випадку (принаймні у дослідженому Інтервалі температур та полів), а також свідчить про изотрспний характер центрів пінингу, що ефективні у високих полях. Апроксимація польових залежностей Рр законом Крамера ІІрч(В/ВО2(0))р.(1-В/ВО2(0))а дозволила визначити шідекси-р£к]=г, та використовуючи результат анізотропної теорії Гінзбурга-Ландау для кутової залеішості ВС2, знайти аналітичне відображенім вкладу крапкових дефектів в аніаотропію

V •

Моноіфисталічні об'єкти з підвищеною густиною дислока-' - 14 - .

цій було отримано при забрудненні розплаву 1-2% влшінію. Дослідження таких монокриствлів методами електронної мікроскопії виявило специфічну дефектну структуру, що є наслідком варіації параметра с кристалічної гратки в межах певного шару кристалу. Азімутальна розоріентація між шарами призводить до появи блоків з середнім розміром І00-200нм. Межі між блоками виявилися генераторами діслокацій, густину яких було оцінено: І09/см2. Порівняння транспортних властивостей дефектних кристалів з бездефектними свідчить на користь ефективності подібної дефектної структури як джерела пінингу потоку.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ТА ВИСНОВКИ

1. Вперше проведяо комплексні вимірювання кутових та польових залежностей транспортного критичного струму в монокристалічншс зразках їВа2Сі^07_0.

2. Пінинг магнітного потоку в довершених монокристалах УВСО здійснюється крапковими дефектами: кисневими вакансіями та двовимірними: двійниковими площинами.

3. Аномальний вигляд кутових та польових залежностей густини критичного струму монокристалів є наслідком првходу до більш ефективного тривимірного пінингу на крапкових дефектах при підвищенні поля, що пов'язано з дісперсією упругого модулю згину С...

44

4. З'ясовано, що двійникові площини, захоплюючи вихори, пригнічу уть утворення тривимірного стану ВГ, що призводить до зниження критичного струму при орієнтації поля в меках певного куту захвату відносно до двійникової площини.

б. Застосовано новий підхід до аналізу динаміки ВГ, завдяки чому виявлено вплив явищ релаксації на механізми руху потоку

в монокристалічному YBCO.

6. Знайдено кореляцію між величиною густини критичного

струму та змістом дислокацій в монокристалах YBCO.

Основні результати дисертації викладено в роботах:

1 Пан В.М., Соловьев В.Ф., Таборов В.Ф., Анизотропия, полевой зависимости транспортного критического тока в монокристаллах YBC0, СФХТ, 1992, т.5, КЗ, 0.483-485.

2 Pan V.M., Svetchnikov V.L., Solovjov V.P., Taborov V.P., Zandbergen Н.її., Wen J.G., YBCO single crystals microstnicture related to critical current density, Supercond. Sci. Technol., 1992, vol.5, P.707-711.

3 Pan V.M., Soloviov V.P., Taborov V.P., Direct measurements oi transport critical current and resistive state parametrs in YBCO single crystals, Supercond. Sci. technol., 1992, vol.5, P.192-195.

4 Соловьев В.Ф., Таборов .В.Ф., Новые данные о многоступенчатой температурной зависимости сопротивления в монокристаллах YBC0, СФХТ, 1991, т.4, Д8, С. 1725-1727.

5 Soloviov V.P., Pan Y.M., Preyhardt Н.С., Transport

critical currents In single-crystalline and melt-textured YBa2C\i307_Q: a comparative study, Proc. ol 7th.

International Workshop on Critical Currents, Alpbach, January 1994, P.435-438.

6 Pan V.M., Kasatkin A.L., Kuznetsov M.A., ТИз 7.S.,

Taborov V.F, Solovjov V.P., Svetchnikov V.b, Structure and transport properties oi YBCO thin 111ms and single crystals, Proc. of A1P Conlerence on Superconductivity and It's Applications, Buffalo, June 1991, P.603-614.

. Соловьев В.Ф. Анизотропные статика и динамика магнитного

ч

потока в монокристаллическом YBa2CUj07_g.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.07- физика твердого тела, Кн-т металлофизики НАН Украины, Киев, 1994.

■ • Защищается 6 научных работ, содержащих эксперименталь-

ное исследование пиншшга магнитного потока и свойств рези-' стивного состояния в монокристаллическом сверхпроводнике

■ TfBa2Cu307_a. Установлено, что аномальный характер полевых и ориентационных зависимостей плотности критического тока монокристаллов YBa2Cu307_3 суть следствие интерференции мек-ду точечными (кислородные вакансии) и двумерными (двойниковые плоскости) центрам пиншшгв.

Ключові слова: ’

надпровідність, пінинг, монокристал YBa2Cu3Q7_0.

Solovjov V.P. Anisotropic 3tatics and dynamics of magnetic flux in single-crystalline YBa2Cu307_fl. їііезіз applied for a degree of Candidate of Science in the specialized field of solid state physics, Institute for Metal Physics Nat. Acad, of Sci. of Ukraine, Kiev, 1994.

Six scientific рарегз are defended. The publications contain results of an experimental study of magnetic flux pinning and resistive state properties in single-crystalline . superconductor YBa2Cu3Q7^Q. It газ atom, that anomalous filed and angle dependencies of critical current in YBaaCu30?_a are the consequence of interference between extended (twin planes) and point (0 vacancies) pinning sites.

Підписано до jjpyitj I5.I2.S^p формат bOxiyv/16 Папір друк. Умов, др.тк. л. 1,0. 'Гк-раж ХОР примірник. Заказ N4B75

Надруковано ЦУОП ДНГІЛ "Плодвиикоисерв" u. Ки І в , Саксаганськог о , І